本文關鍵詞：基于SPAMS研究北京市東北城區(qū)大氣細顆粒物組分變化特征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大氣顆粒物不僅對城市的空氣質量和人類健康有重要影響,其導致的輻射強迫對區(qū)域乃至全球的氣候變化也有著深遠的影響。顆粒物的環(huán)境效應很大程度上取決于其物理化學特性,尤其是粒徑分布、化學組分、混合狀態(tài)、顆粒物酸度以及吸濕性等。傳統(tǒng)濾膜采樣時間分辨率低,且樣品在存儲和運輸過程中很容易造成樣品的損失,使得分析結果存在一定的誤差。在線質譜技術具有很高的時間分辨率,同時可有效降低離線采樣和分析過程中潛在的人為影響。本研究主要利用單顆粒氣溶膠質譜儀(Single Particle Aerosol Mass Spectrometer, SPAMS)對北京市2014年不同季節(jié)、不同污染過程的大氣細顆粒物進行研究,分析大氣細顆粒物的單顆粒組成特征、混合狀態(tài)、來源及老化過程等。該儀器可測粒徑為0.2-2.0μm,因此本研究所涉及的有關粒徑分布的研究均是在這一粒徑范圍之內。本研究主要研究內容包括以下幾個方面：(1)北京市2014年典型顆粒物組分的季節(jié)變化特征：本研究利用特征離子法提取了2014年全年觀測結果中硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽(Sulfate, Nitrate, Ammonium, SNA)的小時均值數(shù)據(jù),分析SNA的粒徑分布和混合狀態(tài)等特征,并結合濃度權重軌跡方法(Concentration Weighted Trajectory Method, CWT),計算得到了影響北京市2014年不同季節(jié)SNA的潛在源區(qū)分布。結果顯示：春、夏季顆粒物中硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽混合狀態(tài)較秋、冬季更加穩(wěn)定。硫酸鹽和硝酸鹽的粒徑分布特征十分相似。顆粒物中SNA粒徑分布的季節(jié)變化特征為：秋季顆粒物最大粒徑段夏季春季冬季。SNA潛在源區(qū)有較為相似的空間分布特征,北京市SNA的潛在源區(qū)主要分布在北京本地及其南部區(qū)域,以天津、廊坊、衡水、保定、石家莊等地為主。本研究利用特征離子法提取了十類大氣重金屬顆粒物(Pb、Cr、Mn、Cu、Zn、Cd、 Tu、As、V和Fe),其粒徑分布主要分布在0.6-1.2μm段,且秋季重金屬顆粒物粒徑較之于其他季節(jié)有向大粒徑段偏移的趨勢。全年重金屬顆粒物和硝酸鹽混合最好,其次為硫酸鹽,與銨鹽混合較弱。(2)北京市2014年典型污染過程顆粒物化學組分變化特征：本研究通過SPAM S在線觀測,分析了秋(10月)、冬季(1月)重污染過程大氣細顆粒物的主要類型,并對比分析秋、冬季顆粒物類型差異、混合狀態(tài)等特征。結果表明,北京市秋、冬季顆粒物都包含以下幾種類型：礦塵類顆粒物(Dust)、元素碳顆粒物(EC)、有機碳顆粒物(OC)、元素碳和有機碳混合顆粒物(ECOC)、鈉鉀顆粒物(NaK)、富鉀顆粒物(K)、含氮有機物(KCN)和重金屬類顆粒物(Metal)。此外,冬季的觀測結果顯示,冬季顆粒物類型比秋季顆粒物類型更加復雜,除了上述八種類型外,還包含高分子有機物(Macromolecular OC,MOC)和多環(huán)芳烴類顆粒物(PAHs)；秋季顆粒物粒徑分布主要集中在05-0.8μm之間,重污染期間顆粒物類型主要為EC、K和OC顆粒物。此外,無論污染期間還是清潔期間,秋季硝酸鹽和硫酸鹽在各類顆粒物中均占有很大的比重,不同于冬季的是,秋季顆粒物中銨鹽的占比也有較明顯的增加,尤其是在對污染貢獻最大的EC和K顆粒物中,這表明除了硝酸鹽和硫酸鹽,銨鹽對秋季重污染過程的形成也有至關重要的作用。冬季顆粒物粒徑主要分布在0.5-0.6μm之間,重污染期間顆粒物類型主要為OC、MOC和PAHs,且硫酸鹽和硝酸鹽更容易與碳質顆粒結合；本研究選取了2014年4月15日17時至22時出現(xiàn)的短時強沙塵過程為研究對象,分析沙塵暴前后4小時顆粒物的組分變化特征。結果表明：沙塵發(fā)生前顆粒物主要以OC和K顆粒物為主,沙塵期間以Dust顆粒物(礦塵類顆粒物)為主要成分,其中Dust_Fe(含F(xiàn)e的礦塵類顆粒物)、 Dust_Ca(含Ca的礦塵類顆粒物)、Dust_Si(含Si的礦塵顆粒物)占主要比例,沙塵后期EC顆粒物占比例最大。沙塵過程中,與硝酸鹽混合較強的Dust_Fe、Dust_Ca、Dust_Si顆粒物增量最大,而與硫酸鹽等混合特征較強的Dust AI(含A1的礦塵類顆粒物)和Dust_Metal(含重金屬的礦塵類顆粒物)數(shù)量相對增加較少,反映出硝酸鹽在沙塵過程中的重要作用。
【關鍵詞】：單顆粒質譜 北京市 大氣顆粒物 污染特征
【學位授予單位】：中國環(huán)境科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X513
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 研究背景10
• 1.2 在線單顆粒氣溶膠質譜技術及應用10-13
• 1.3 研究內容及研究意義13-14
• 2 研究方法14-23
• 2.1 采樣點信息14
• 2.2 儀器介紹14-17
• 2.3 質量控制17-18
• 2.3.1 粒徑校準17
• 2.3.2 質荷比(m/z)校準17-18
• 2.4 分析方法18-23
• 3 北京市2014年典型顆粒物組分的季節(jié)變化特征23-39
• 3.1 硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽季節(jié)變化特征23-33
• 3.1.1 實驗部分23-26
• 3.1.2 結果與討論26-32
• 3.1.3 小結32-33
• 3.2 大氣重金屬顆粒物季節(jié)變化特征33-39
• 3.2.1 實驗部分34-35
• 3.2.2 結果與討論35-38
• 3.2.3 小結38-39
• 4 北京市2014年典型污染過程顆粒物組分的變化特征39-62
• 4.1 秋、冬季重污染過程顆粒物組分變化特征39-56
• 4.1.1 實驗部分39-42
• 4.1.2 結果與討論42-56
• 4.2 短時強沙塵過程顆粒物組分變化特征56-62
• 4.2.1 實驗部分56
• 4.2.2 結果與討論56-62
• 5 總結62-64
• 5.1 主要結論62-63
• 5.2 論文創(chuàng)新點63
• 5.3 論文不足點及研究展望63-64
• 參考文獻64-73
• 個人簡歷、獲獎情況及碩士期間發(fā)表論文73-74
• 致謝74

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江剛;新的研究報告確認大氣顆粒物與健康的關系[J];中國環(huán)境科學;2000年06期

2 江英;大氣顆粒物中的鉑族金屬[J];中國環(huán)境科學;2002年01期

3 王婉,劉咸德,狄一安,趙立蔚,郭冬發(fā),魯毅強;天津市大氣顆粒物鉛的同位素豐度比測定[J];環(huán)境化學;2002年06期

4 江剛;大氣顆粒物上的農(nóng)藥[J];中國環(huán)境科學;2003年04期

5 ;大氣顆粒物源解析技術[J];中國環(huán)保產(chǎn)業(yè);2004年07期

6 賀斌;撫順市大氣顆粒物組成成分特征研究[J];黑龍江環(huán)境通報;2004年03期

7 王蔭淞,李愛國,魏侖,張元勛,李德義,裘惠源,李燕,張桂林,謝亞寧,張靜,張元茂,山祖慈;用X射線吸收近邊結構譜研究大氣顆粒物中元素的種態(tài)[J];核技術;2004年11期

8 謝云霞,羅文峰,李后強;大氣顆粒物的分形特征[J];世界科技研究與發(fā)展;2004年06期

9 賀斌,張志軍;大氣顆粒物組分解析[J];遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技;2005年01期

10 朱光華;;大氣顆粒物采樣膜本底值的研究[J];過程工程學報;2006年S2期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張普;周來東;王治淵;;成都市城區(qū)大氣顆粒物估計背景值研究[A];成都市科技年會分會場——世界現(xiàn)代田園城市空氣環(huán)境污染防治學術交流會論文集[C];2010年

2 白志鵬;;大氣顆粒物環(huán)境基準研究歷程與展望[A];第十屆全國氣溶膠會議暨第六屆海峽兩岸氣溶膠技術研討會摘要集[C];2009年

3 何翔;錢楓;李\，

本文編號：501663